В статье дается подробная характеристика шлака из электродуговой печи (EAF)  с одного из сталеплавильных предприятий Западной Индии. Рассматривается эффективность его использования в качестве гидравлического материала до и после тепловой обработки в индукционной электрической печи.

Исследование показывает, что, несмотря на то, что имеется небольшое снижение прочности цементного раствора с портлендским цементом и шлаком на ранней стадии, более долговременная прочность не пострадала от замены до 20% размолотого гранулированного доменного шлака (GGBFS) шлаком из EAF.

Твердые отходы, которые образуются при использовании металлургических технологий обогащения и рафинирования, называются «шлаком». Они состоят преимущественно из оксидов и силикатов магния, кальция, алюминия, железа и т. д. Шлаки, которые образуются при реализации технологий производства железа и стали, могут, в самом общем виде, подразделяться на три категории;

• Доменный шлак (BFS), образующийся при производстве чугуна или доменного чугуна в доменной печи.

• Стальной шлак, получаемый из кислородных конвертеров (BOF) и электродуговых печей (EAF).

• Ковшовый рафинировочный шлак, образующийся при использовании  технологий рафинирования стали в ковшах. Доменный шлак после гранулирования и размалывания широко используется при производстве цемента и бетона. Стальному шлаку, напротив, еще предстоит найти применение с добавленной стоимостью помимо его нерегулярного использования в качестве цементирующего вяжущего вещества. Чаще всего он используется как материал для захоронения отходов. В этой связи предшествующая работа была, по большей части, сконцентрирована на поиске и использовании потенциальных преимуществ стального шлака как материала с ресурсным потенциалом.¹

Производство готовой стали увеличилось в Индии с 15.2 метрической тонны в 1993-94 гг. до 36.9 метрической тонны в 2003-2004 гг., то есть был зафиксирован рост на 9%. Объем производства нерафинированной стали за первые восемь месяцев 2006 г. составлял 28 метрических тонн. Индия теперь занимает седьмое место в мире среди крупнейших производителей стали, она несколько опережает Украину и догоняет Южную Корею.² Примерно 41% готовой стальной продукции приходится на долю интегрированных сталелитейных предприятий, а 59% производства приходится на сталь ограниченного применения. На долю BOF и EAF приходится 55% и 39% от общего объема производства нерафинированной стали соответственно, а оставшиеся 6% приходятся на долю устаревшей технологии обработки в мартеновской печи (OHF).³

В центре внимания в данной работе находится использование стального шлака для применений помимо материала-заполнителя. Здесь предпринимается попытка характеристики физико-химических и минералогических свойств шлака до и после тепловой обработки с тем, чтобы оценить его потенциал для использования в качестве цементирующего вяжущего вещества, а также в качестве заменителя песка в строительных цементных растворах.

Материалы и методы

Стальной шлак поступал с электродуговой печи компании M/S. Ispat Industries Ltd, которая расположена в окрестностях Мумбаи (Бомбея) в Западной Индии. Интегрированное сталелитейное предприятие производительностью в три метрических тонны производит как доменный, так и стальной шлак. Доменный шлак после гранулирования потребляется находящимся поблизости предприятием Indorama Cement Ltd для производства портлендского шлакового цемента и GGBFS, соответствующего BS-6699. Стальной шлак после измельчения частично перерабатывается агломерационной установкой. Хотя эта установка работает на основе управления отходами с нулевым остатком, для остающегося количества стального шлака все еще предстоит найти какое-либо полезное применение.